ジオキセタンを経由する化学発光に於ける励起一重項発光体生成機構の解明

• Project/Area Number: 07640785
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 物質変換
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 藤森 憲 筑波大学, 化学系, 助教授 (90015983)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内丸 忠文 通産省工業技術院, 物質工学工業技術研究所, 主任研究官
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 1995: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: ウミホタルルシフェリン / 励起一重項 / 酸素化反応 / ジオキセタノン / 脱炭酸

Research Abstract

近年、高感度フォトンカウンター、カメラの開発があり、活性酸素と反応することにより化学発光する物質を発光プローブとして生体内活性酸素の検出が可能となってきた。しかしながら、in vivoで使える高性能の化学発光プローブはまだ世になく、本研究では、特に生体内で発生するスーパーオキシドアニオンラジカル検出の化学発光プローブ開発を主眼とした。
現在使われている最もこの目的に合致した化合物はイミダゾピラジン骨格を有するウミホタルルシフェリン類縁体(CLA;MCLA)であるが、スーパーオキシドアニオンラジカルに対する特異性が十分でなく、発光量子収率に低い。そこで、目的化合物の分子設計の1つの方向としてMCLAの中に陽電荷を持たせることにより、スーパーオキシドアニオンラジカルに対する反応性を高める一方、ヒドロキシルラジカル等の求核力を持たない活性酸素種に対して反応性を全く有しないようにする事を考えて、1-methyl-2-methyl-6-p-methoxyphenylimidazo[1,2-a]pyrazin(7H)-one hydrochloride(I)を合成した。
他方、現在知られている発光の中でホタル生物発光の発光量子収率が最も高いことに注目した。ホタルルシフェリン自体はスーパーオキシドアニオンラジカルと反応して発光しないので、ホタルルシフェリンのフェニルエステル(II)を合成した。化合物IIは、非プロトン性溶媒中で630nmの赤色発光を示す。この波長の光は生体組織を極めて貫通しやすく有望である。
これらの化合物を、キサンチン/キサンチンオキシダーゼ酵素系で発生させたスーパーオキシドアニオンラジカルを用いて評価するところである。
これらの研究成果は、2篇の論文として公表される。